Cтраница 4
Окислительные процессы широко развиты при явлениях превращения органического вещества в почве. Так, в почве возможно окисление тирозина и других ароматических аминокислот в меланины; окисление смол и соединений непредельного ряда; окисление дубильных веществ, Сахаров, аминокислот, белков и других соединений, входящих в состав растительных остатков. Гумификация - в целом процесс окислительный. [46]
У животных защита от облучения светом обычно обеспечивается экранирующим слоем пигмента, который либо поглощает свет всех длин волн, либо отфильтровывает особенно опасные лучи. Для целей экранирования наилучшими являются, очевидно, темные пигменты, такие, как меланины, поскольку они сильно поглощают во всем диапазоне видимого и УФ-света. Наиболее известным примером фотозащитной реакции служит пигментация кожи человека. Так называемая белая кожа у человека почти прозрачна, однако кератин рогового слоя поглощает значительную часть УФ-лучей. В ответ на продолжительное освещение солнечным светом в процессе формирования солнечного загара усиливается образование кератина и особенно меланина. У людей с темной кожей почти весь УФ-свет поглощается значительными количествами меланина в коже. Этим обеспечивается адекватная защита от высоких доз лучистой энергии, характерных для тех областей земного шара, где живут темные расы. [47]
Тирозиназа ( фенолоксидаза широко распространена в растениях. Она играет большую роль в пк щевых производствах, катализируя образование темноокрашег ных продуктов, называемых меланинами. Весьма активная тирозиназ содержится в некоторых партиях пшеничной муки, в ржаной муке в грибах и других растительных продуктах. Темный цвет ржаного хл ба, надо полагать, частично объясняется окислительным действие тирозиназы. Потемнение некоторых сортов макарон при их сушк связано с наличием в муке этого фермента. Тирозиназа по своей xi мической природе является белком, содержащим от 0 2 до 0 3 % мед. Метод определения активности тирозиназы основан на окислении тк розина. [48]
Что касается физиологической роли, то в связь с тирозином ставят образование гормонов адреналина и тироксина. При действии тирозиназы тирозин окисляется в стойкие пигменты от красного до коричневого цвета; их называют меланинами; им приписывают участие в пигментации кожи и волос. [49]
Контроль меланогенеза у растений и грибов подробно не изучался. Вместе с тем известно, что у растений синтез меланина в темных пятнах и характер расположения этих пятен, обусловливающий общий внешний вид листьев и цветков, находится под генетическим контролем. Меланины могут синте-зироваться в ответ на механическое повреждение тканей, например у плодов после удара появляются бурые и черные пятна. У ряда грибов наблюдается корреляция между синтезом меланинов и спорообразованием, однако значение этого явления пока не известно. Это может быть связано с образованием прочной инертной устойчивой оболочки спор, а не с их окрашиванием, как в случае оболочек семян растений. [50]
Термин меланин обычно применяют для описания нерастворимых полимерных пигментов, ответственных за большинство природных окрасок черного цвета. Его используют также в настоящее время для описания сходных полимерных веществ, которые обусловливают природную коричневую, красную и желтую окраску, главным образом перьев птиц и волос. Меланины являются единственными пигментами, широко используемыми для окрашивания среди млекопитающих, в том числе человека. [51]
Классическая идея ( рис. 7.1) о том, что эумела-нин представляет собой линейный полимер индолил-5 6-хинона (7.1), в сущности верна, однако чрезвычайно упрощенно отражает положение вещей. Действительно, главными мономерами являются индолил-5 6-хинон и его восстановленные производные; кроме того, в полимере может присутствовать небольшое число пиррольных мономеров (7.3), образующихся, по-видимому, из индольных предшественников. В меланинах меланомы могут также содержаться ДОФА и ДОФА-хиноновые (7.4) фрагменты. Исследования с помощью электронного парамагнитного резонанса ( ЭПР) указывают на присутствие небольшого количества свободных радикалов, возможно, полухиноновых структур. In vivo с эумеланином могут быть связаны тяжелые металлы, особенно медь, цинк или железо. [52]
Во-первых, любой образец меланина почти наверняка состоит из смеси макромолекулярных видов. Во-вторых, меланины редко являются гомополимерами, обычно их молекулы состоят из различных мономерных единиц. Кроме того, разные меланины, например из различных живых организмов, построены из разных мономерных единиц. Ситуация еще более осложняется возможностью разветвления полимерной цепи и перекрестного связывания между цепями. [53]
У этих животных изменения окраски как быстрые, так и медленные весьма обычны и, как правило, происходят с участием меланинов и меланинсодержащих клеток. Однако рассматривать в этом случае меланины изолированно нельзя, поскольку в окрашивании клеток участвуют также другие пигменты и другие клетки или типы органелл. Мы обсудим изменения окраски и механизмы таких изменений в гл. [54]